Question

18．聯(lián)氨（N₂H₄）是一種綠色環(huán)保的還原劑，其氧化產物為氮氣．
（1）合成聯(lián)氨的有關反應如下：
NH₃（g）+NaClO（aq）═NH₂C1（I）+NaOH（aq）△H₁=-67.45kJ•mol^-1
NH₂Cl（1）+NaOH（aq）+NH₃（g）═N₂H₄（I）+NaCl（aq）+H₂O（I）△H₂=-195.32kJ•mol^-1
反應2NH₃（g）+NaClO（ap）═N₂H₄（I）+NaCl（aq）+H₂O（I）△H=-262.77  kJ•mol^-1
（2）聯(lián)氨為二元弱堿，在水中的電離方式與氨相似．寫出聯(lián)氨與過量鹽酸反應的離子方程式N₂H₄+2H⁺=N₂H₆²⁺．
（3）聯(lián)氨-空氣燃料電池是一種堿性燃料電池，電解質溶液是20%〜30%的KOH溶液．該電池放電時，負極的電極反應式是N₂H₄+4OH^--4e^-=4H₂O+N₂．
（4）在高溫下，N₂H₄可完全分解為NH₃、N₂及H₂，實驗測得分解產物中N₂與H₂的物質的量之比為3：2，則該分解反應的化學方程式為7N₂H₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$8NH₃+3N₂+2H₂．
（5）聯(lián)氨常用于化學鍍鎳廢料中回收金屬鎳，反應體系的pH對鎳的回收率的影響如圖1所示，則利用聯(lián)氨回收金屬鎳時溶液的pH應控制在6.5，在確定合適的pH后，取100mL化學鍍鎳廢液，分別加入不同體積的聯(lián)氨，鎳的冋收率如圖2所示，則聯(lián)氨的合理用量為1.0〜2.5 mL，聯(lián)氨的體積超過2.5mL時，金屬鎳的冋收率降低，其可能的原因是聯(lián)氨顯堿性，聯(lián)氨用量增加，溶液pH增大，鎳的回收率降低．

Answer 1

分析 （1）根據蓋斯定律，①+②可得目標熱化學方程式；
（2）由于聯(lián)氨是二元堿，因此聯(lián)氨與過量鹽酸反應生成為N₂H₆Cl₂；
（3）從作為燃料電池時，負極發(fā)生氧化反應的角度可知N₂H₄被氧化生成N₂；
（4）在高溫下，N₂H₄可完全分解為NH₃、N₂及H₂，根據N₂與H₂的物質的量之比為3：2書寫方程式；
（5）根據圖1所示，pH應控制在6.5時金屬鎳的回收率最高；根據圖2聯(lián)氨的合理用量為1.0〜2.5ml時，鎳的冋收率較高，當聯(lián)氨的體積超過2.5mL時，聯(lián)氨用量增加，又聯(lián)氨顯堿性，則溶液pH增大，所以鎳的回收率降低．

解答 解：（1）①NH₃（g）+NaClO（aq）═NH₂C1（I）+NaOH（aq）△H₁=-67.45kJ•mol^-1
②NH₂Cl（1）+NaOH（aq）+NH₃（g）═N₂H₄（I）+NaCl（aq）+H₂O（I）△H₂=-195.32kJ•mol^-1
根據蓋斯定律，①+②可得反應2NH₃（g）+NaClO（ap）═N₂H₄（I）+NaCl（aq）+H₂O（I）△H=-67.45kJ•mol^-1-195.32kJ•mol^-1=-262.77kJ•mol^-1，
故答案為：-262.77；
（2）由于聯(lián)氨是二元堿，因此聯(lián)氨與過量鹽酸反應生成為N₂H₆Cl₂；則反應的離子方程式為N₂H₄+2H⁺=N₂H₆²⁺，故答案為：N₂H₄+2H⁺=N₂H₆²⁺；
（3）肼一空氣燃料堿性電池中，負極上肼失電子和氫氧根離子反應生成水和氮氣，電極反應式為：N₂H₄+4OH^--4e^-=4H₂O+N₂，故答案為：N₂H₄+4OH^--4e^-=N₂+4H₂O；
（4）在高溫下，N₂H₄可完全分解為NH₃、N₂及H₂，N₂與H₂的物質的量之比為3：2，所以分解反應方程式為：7N₂H₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$8NH₃+3N₂+2H₂，故答案為：7N₂H₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$8NH₃+3N₂+2H₂；
（5）根據圖1所示，pH應控制在6.5時金屬鎳的回收率最高；根據圖2聯(lián)氨的合理用量為1.0〜2.5ml時，鎳的冋收率較高，當聯(lián)氨的體積超過2.5mL時，聯(lián)氨用量增加，又聯(lián)氨顯堿性，則溶液PH增大，由圖1可知，鎳的回收率又降低，所以聯(lián)氨的體積超過2.5mL時，金屬鎳的冋收率降低，其可能的原因是聯(lián)氨顯堿性，聯(lián)氨用量增加，溶液pH增大，鎳的回收率降低，故答案為：6.5；1.0〜2.5；聯(lián)氨顯堿性，聯(lián)氨用量增加，溶液pH增大，鎳的回收率降低．

點評 本題考查了聯(lián)氨的性質，涉及蓋斯定律計算應用、方程式及電極反應式的書寫、圖表信息的提取應用等，這些都是高考的熱點，注意電極反應式的書寫要結合電解質溶液的酸堿性，難度不大．